Richtige Dimensionierung führt zu längeren Standzeiten von Wärmetauschern

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Vorbeugemittel Nr. 1: hohe Turbulenz

Je nach Verschmutzung, also Kühlwasser-Fouling, kommunaler Klärschlamm oder teerhaltige Medien, werden ganz unterschiedliche Ansätze gewählt, um die Einsatzzeit von Wärmetauschern zu verlängern. Sehr wirkungsvoll ist eine turbulente Strömung der beteiligten Medien, die zu einem Selbstreinigungseffekt führt. Dies gilt vor allem für verschweißte Wärmeübertrager, die bei hohen Temperaturen (ab 180 °C) oder großen Temperatur- oder Druckdifferenzen zum Einsatz kommen. Diese Wärmeübertrager können in der Regel nur chemisch oder durch Rückspülung gereinigt werden. „Das sicherste Mittel gegen Verschmutzung ist die richtige Dimensionierung des Wärmeübertragers, um hohe Turbulenzen zu erhalten“, betont Thomas Bieler von Gesmex.

Aber auch für jeden anderen Typ ist Turbulenz die beste Vorbeugung gegen Ablagerungen. „Eine hochturbulente Strömung kann durch die Bauform eines Wärmetauschers beeinflusst werden sowie durch hohe Strömungsgeschwindigkeiten mit hohen Scherraten, aber auch höheren Druckverlusten“, erklärt Peschel, der die Plattenwärmetauscher aufgrund ihrer Konstruktion hier im Vorteil sieht. So genannte Anti-Fouling-Beschichtungen sind seiner Meinung nach eine andere Maßnahme, um die Standzeit zu verlängern. Viele solcher Beschichtungen sind allerdings noch in der Entwicklungs- bzw. Erprobungsphase und es liegen noch nicht viele Praxiserfahrungen vor. GEA Ecoflex ist sich jedoch sicher, dass in Zukunft Beschichtungen das größte Potenzial hinsichtlich einer Standzeitverlängerung bieten. Für besonders verschmutzungsanfällige Anwendungen empfiehlt Peschel, über redundante Systeme nachzudenken.

Generell hält Bieler Platten-Wärmeübertrager mit geringer Prägetiefe für empfindlicher gegen Feststoffanteile. Platten mit großem Kanalquerschnitt erzeugen eine weniger turbulente Strömung und besitzen daher einen geringeren Selbstreinigungseffekt. Auch der Betrieb spielt eine Rolle. So tritt Fouling tendenziell eher bei Plattenwärmeübertragern auf, die überwiegend in Teillast betrieben werden, also überdimensioniert sind.

Oberste Priorität hat nach Bieler daher die richtige Auswahl des Wärmetauschers, gerade im Hinblick auf ein möglichst einfaches Instandhaltungsmanagement. Seine Empfehlung lautet: „Bereits bei Erstellung der Anlage CIP-Anschlüsse einbauen“. Eine Oberflächenbeschichtung oder eine elektropolierte Oberfläche senkt zudem die Tendenz zur Ablagerungsbildung und erhöht den Korrosionsschutz.

Ähnlich sieht man es bei Alfa Laval. Neben der geeigneten Bauform gehören vor allem die Auslegung mit hohen Wandschubspannungen und CIP-Reinigungssysteme zu den wirkungsvollsten Maßnahmen. „Wenn das alles nichts hilft, müssen das Medium oder der Apparat so konfektioniert werden, dass eine einfache mechanische Reinigung möglich ist“, so der Ansatz von Udo Blume von Alfa Laval. Auch hier wird derzeit die Beschichtung von Wärmeübertragungsflächen zur Foulingverminderung in einigen Versuchsanordnungen getestet. Sie befindet sich jedoch noch in der Versuchphase, sodass die Wirkung noch nicht abschließend bewertet werden kann.

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